[发明专利]微型可编程浪涌防护器件及其制作工艺

说明书

本发明公开了一种微型可编程浪涌防护器件及其制作工艺，包括以下步骤：在N型单晶硅片的背面扩散一层浓磷；在高温下进行浓磷再扩散，形成器件内二极管的阴极区和三极管的集电区；在硅片正面进行液态硼源扩散，形成一定深度的二极管补硼区；通过离子注入硼对三极管的基区进行掺杂；通过正面液态硼源扩散在正面形成晶闸管的短基区以及三极管的基区补硼区；在三极管基区上通过离子注入磷形成三极管的发射区；正面光刻出引线窗口，同时在边缘开出划片槽；通过LPCVD在表面沉积一层多晶硅；光刻刻出引线孔；正、背面金属化后，得到芯片；本发明制得的芯片具有小型化、防浪涌能力高、成本低、可靠性高等优点。

技术领域

本发明涉及芯片制造技术领域，特别涉及一种微型可编程浪涌防护器件制作工艺。

背景技术

可编程浪涌防护器件作为一种最新一代的半导体防浪涌器件，其应用越来越广泛，特别在通信端口防雷击保护上扮演者越来越重要的角色。但市面上的该系列产品目前芯片面积均较大，封装全部采用SOP-8外形，体积较大，与目前电子器件微型化趋势相悖，随着通信设备体积的不断缩小，进一步缩小各电子器件的体积成为了研发人员研究的方向，特别是在一些防浪涌能力要求不高的场合，在该领域一直都是空白。器件的尺寸缩小需要从两个方面同时进行：a)芯片面积的缩小，而芯片面积的缩小自然带来了器件参数性能的下降，为了使器件的性能尽可能下降少一些，需要在芯片的设计上严格控制各区的面积及引入一些特殊的结构，尽可能牺牲最少的浪涌；b)封装外形的缩小，在成管的封装上要选择目前电路板主流的、合适的封装外形也至关重要，本发明采用的SOT-23-6L外形，该器件在市场上目前不存在该外形，具有一定的先进性。

本发明得到的器件实现了可编程防浪涌器件的微型化，由于产品电容的缩小，产品的响应速度更快，更加适合目前通信领域的应用环境。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种微型可编程浪涌防护器件及其制作工艺，对三极管正面进行独特的设计布局、二极管正面采用深硼结构，进一步提升二极管的浪涌能力；晶闸管阴极区采用两次光刻和扩散工艺，进一步提升晶闸管的浪涌能力；三极管背面采用深磷结构，使相邻的晶闸管IH达到最大，可进一步降低晶闸管IGT，提升晶闸管浪涌能力；引线孔采用两次光刻，防止金属层在台阶处断裂；采用SOT-23-6L封装外形以及独特的打线工艺，使其6只管脚完成常规8只管脚的功能，成品的尺寸得到进一步的缩小，应用电路得到进一步优化。

本发明的目的是这样实现的：一种微型可编程浪涌防护器件制作工艺，包括以下步骤：

步骤1）在N型单晶硅片上通过热氧化生长一层二氧化硅；

步骤2）在背面氧化层上光刻出补磷区窗口；

步骤3）高温下通过液态磷源扩散法局部扩散一层浓磷；

步骤4）高温下进行浓磷再扩散，形成器件内二极管的阴极区和三极管的集电区，同时表面生长一层二氧化硅作为后续扩散的掩蔽层；

步骤5）在正面氧化层上光刻出二极管阳极区扩散窗口；

步骤6）高温下在硅片正面进行液态硼源预扩散；

步骤7）高温下进行硼再扩散，形成一定深度的二极管的补硼区，同时表面生长一层氧化层，作为后续扩散的掩蔽层；

步骤8）在正面氧化层上光刻出三极管基区窗口；

步骤9）通过离子注入硼对三极管的基区进行掺杂；

步骤10）高温下进行硼再扩散，形成三极管的基区，同时表面生长一层氧化层，作为后续扩散的掩蔽层；

步骤11）在正面氧化层上光刻出晶闸管的短基区以及三极管基区补硼区的扩散窗口，在背面氧化层上光刻出晶闸管的阳极区的扩散窗口；

步骤12）高温下在硅片正、背面进行液态硼源扩散；

步骤13）高温下进行硼再扩散，形成一定深度的晶闸管的短基区、阳极区以及三极管基区补硼区，同时表面生长一层氧化层，作为后续扩散的掩蔽层；

步骤14）在正面氧化层上光刻出三极管发射区窗口；